ES2284215T3

ES2284215T3 - Marcador magnetico.

Info

Publication number: ES2284215T3
Application number: ES98953009T
Authority: ES
Inventors: Shinji Furukawa; Shuji Ueno; Kenji Amiya; Toshiyuki Hirano
Original assignee: Unitika Ltd
Current assignee: Unitika Ltd
Priority date: 1997-11-17
Filing date: 1998-11-11
Publication date: 2007-11-01
Anticipated expiration: 2018-11-11
Also published as: EP0961301A1; WO1999026257A1; EP0961301B1; DE69837528D1; DE69837528T2; EP0961301A4

Abstract

SE DESCRIBE UN MARCADOR MAGNETICO DE PEQUEÑO TAMAÑO QUE PUEDE SER UTILIZADO CON BUENA SENSIBILIDAD TANTO EN LO QUE SE DENOMINA UN SISTEMA TIPO BARKHAUSEN GRANDE COMO CON UN SISTEMA DEL TIPO ALTA PERMEABILIDAD. EL MARCADOR MAGNETICO INCLUYE UN MATERIAL MAGNETICO BLANDO CON UNA LONGITUD NO MAYOR DE 70 MM. CUANDO SE APLICA UN CAMPO ALTERNATIVO EXTERIOR QUE TENGA UNA INTENSIDAD DE CAMPO MAGNETICO NO SUPERIOR A 0,2 OE, EL MATERIAL MAGNETICO BLANDO GENERA UNA BRUSCA INVERSION DE LA MAGNETIZACION CON UNA VARIACION DEL FLUJO MAGNETICO NO INFERIOR A 8,0 X 10 -9 WB. ES PREFERIBLE QUE LA FLUCTUACION DE LA INTENSIDAD DEL CAMPO MAGNETICO, CUANDO EL MATERIAL MAGNETICO BLANDO GENERA UNA BRUSCA INVERSION DE LA MAGNETIZACION, NO SEA SUPERIOR A 0,1 OE.

Description

Marcador magnético.

Antecedentes de la invención Campo técnico

La presente invención se refiere a un marcador magnético a usar en un aparato electrónico para supervisar artículos.

Antecedentes de la invención

Con el fin de evitar el robo de artículos, recientemente se han usado muchos supervisores electrónicos de artículos. Se une un marcador especial a un artículo deseado, y tal monitor discrimina la existencia del artículo según una señal generada debido al marcador. Hay algunos tipos de sistemas, y se clasifican principalmente en un sistema para utilizar un proceso de magnetización de un material magnético blando especial, un sistema para utilizar un cambio brusco de impedancia de un circuito de resonancia LC a una frecuencia especificada, y un sistema para irradiar una onda eléctrica especial de un circuito de oscilación.

En los sistemas anteriores, el sistema magnético ha sido usado recientemente ampliamente porque se puede suministrar un marcador a bajo precio. El sistema magnético se clasifica en general en un tipo que utiliza vibraciones magnetoestrictivas y un tipo que utiliza la característica de histéresis.

Detalles del marcador magnético y el sistema que utilizan la característica de histéresis se describen, por ejemplo, en la Publicación de Patente japonesa número 3-27958 (1991). Según esta publicación, se usa un material incluyendo un alambre metálico amorfo a base de Fe como un marcador magnético. Se instala un sistema de detección en una zona donde se supervisan artículos, y se genera un campo magnético ca de 73 Hz, por ejemplo, como una señal de consulta de una bobina de excitación. Como resultado, cuando se invierte la magnetización del alambre metálico incluido en el marcador magnético, se induce un voltaje en una bobina de detección, y se discrimina como una señal de detección. Dicho material del alambre metálico se caracteriza porque su magnetización es muy estable en una dirección longitudinal, y la magnetización se invierte simultáneamente justamente cuando el campo magnético llega a un valor crítico y la inversión de flujo se completa en un momento. Esta característica es biestable y a menudo se denomina gran inversión Barkhausen. Dado que cuando tal material es excitado por una amplitud grande, se observa un paso discontinuo y sumamente brusco de la magnetización en un bucle de histéresis, y puede ser discriminado. Cuando la magnetización es invertida bruscamente en el marcador, se induce un voltaje de pulso muy alto en la bobina de detección. Dado que la forma de onda del voltaje inducido es sumamente única, en comparación con otros materiales magnéticos generales, tal como una chapa de hierro usada para una cesta de compra, puede ser discriminada fácilmente. En el sistema anterior, se realiza análisis de frecuencia de la forma de onda del voltaje inducido, y según las amplitudes y generando temporización de armónicos más altos se decide si el marcador existe o no y también se decide si es necesaria o no la generación de un aviso.

Otro marcador magnético y sistema que utiliza la característica de histéresis se describe en la Publicación de Patente japonesa número 3-55878 (1991) (EP 0 153 286 A2). En este sistema se usa un marcador magnético incluyendo una cinta metálica amorfa a base de Co y análogos. Se conocen como los denominados materiales de alta permeabilidad, y dado que su magnetoestricción y anisotropía magnetocristalina son pequeñas y una fuerza coercitiva es baja, se magnetizan muy fácilmente. Cuando estos materiales son magnetizados por campo magnético de una amplitud grande, se observa un bucle de histéresis que tiene una anchura muy estrecha y cambia de forma continua. Cuando la longitud de estos materiales incluidos en el marcador magnético es suficientemente grande, la subida de la magnetización del bucle de histéresis es brusca. Esto significa que un cambio de flujo tiene lugar bruscamente en el sistema de supervisión. Al igual que en la Publicación de Patente japonesa número 3-27958 (1991), en este sistema, un campo magnético ca es generado por una bobina de excitación en una zona de supervisión, y un voltaje inducido a una bobina de detección es capturado como una señal. El campo magnético ca aplicado en este sistema tiene una combinación de una pluralidad de frecuencias, por ejemplo, de 25 Hz, 1,5 kHz y 2,5 kHz. Cuando el material de alta permeabilidad incluido en el marcador magnético es magnetizado, un voltaje de pulso, que incluye un componente de frecuencia de la suma de o la diferencia entre 1,5 kHz y 2,5 kHz es inducido en la bobina de detección. Por lo tanto, si la magnitud de una señal de voltaje que tiene una frecuencia de 4 kHz obtenida añadiendo 1,5 y 2,5 kHz no es menor que un valor predeterminado, por ejemplo, se considera que el marcador magnético existe. Además, en este sistema se superpone un campo magnético de baja frecuencia de 25 Hz. Dado que este campo magnético satura magnéticamente el marcador en 25 Hz, la señal de frecuencia mezclada anterior de la suma o diferencia es generada solamente en un punto de cruce por cero en el campo magnético de 25 Hz. Por lo tanto, la sensibilidad del sistema puede ser garantizada verificando la generación de la señal de frecuencia mezclada y una fase del campo magnético de 25 Hz.

En dicho sistema supervisor de artículos electrónico magnético se han usado marcadores magnéticos exclusivos para tipos respectivos. A saber, en un sistema representado por el sistema descrito en la Publicación de Patente japonesa número 3-27958 (1991) se usó un alambre metálico amorfo a base de Fe que representa la inversión Barkhausen grande, y se usó una cinta metálica amorfa fina a base de Co, que es un material de alta permeabilidad, en un sistema como el descrito en la Publicación de Patente japonesa número 3-55878 (1991).

Sin embargo, la utilización de los marcadores exclusivos en los sistemas respectivos estrecha el alcance de aplicación de los sistemas. Recientemente, se demanda que los marcadores para supervisar artículos sean pegados a los productos en la etapa de su fabricación. Esto se denomina una adhesión en factoría o marcado en fuente. Dado que se distribuyen productos que ya tienen marcadores para supervisar, no es necesario adherir los marcadores a productos en tiendas, y así se puede reducir el costo de gestión. Sin embargo, como se ha mencionado anteriormente, existen respectivos marcadores magnéticos en una pluralidad de tipos de sistemas magnéticos, y los diferentes tipos de marcadores no pueden ser detectados respectivamente por los sistemas. Esto evita que sea popular adherir marcadores magnéticos a productos en factoría.

Por lo tanto, si los marcadores magnéticos son utilizados en diferentes sistemas de supervisión de artículos de tipo electrónico magnético, sus sensibilidades deben ser suficientemente buenas en los respectivos sistemas. Así, la adhesión en factoría para el sistema magnético puede ser desarrollada en gran medida. Es deseable que un marcador magnético puede ser usado de forma sensible en particular en el denominado sistema del tipo de Barkhausen grande como el descrito en la Publicación de Patente japonesa número 3-27958 (1991) y en el denominado sistema del tipo de alto permeabilidad como el descrito en la Publicación de Patente japonesa número 3-55878 (1991).

Un objeto de la presente invención es proporcionar un marcador magnético de pequeño tamaño que puede ser usado de forma sensible en particular en el denominado sistema del tipo de Barkhausen grande y en el denominado sistema del tipo de alta permeabilidad.

Descripción de la invención

Los autores de la presente invención consideran que se puede resolver el problema anterior usando un marcador magnético hecho de un material magnético blando cuya característica magnética se limita con cuidado, con el fin de lograr a la presente invención.

Un marcador magnético de la presente invención incluye un material magnético blando capaz de generar inversión de magnetización brusca, y su longitud no es superior a 70 mm. Cuando se aplica un campo magnético alterno externo de amplitud no superior a 0,2 Oe, el material magnético blando genera inversión de magnetización brusca con un cambio de flujo magnético no inferior a 8,0 x 10^{-9} Wb.

Preferiblemente, el material magnético blando genera la inversión de magnetización brusca cuando la amplitud de campo magnético fluctúa una cantidad igual o inferior a 0,1 Oe.

Preferiblemente, en el marcador magnético, una cantidad de flujo magnético irradiada alrededor del material magnético blando que acompaña a la inversión de magnetización brusca no es inferior a 8,0 x 10^{-9} Wb.

Preferiblemente, en el marcador magnético, el material magnético blando tiene una diferencia entre amplitudes de señal a 1,5 kHz y a 3,5 kHz menor que -3 dBm cuando el campo magnético sinusoidal de amplitud de 1,5 Oe es aplicado a una frecuencia de 73 Hz.

En el marcador magnético, el material magnético blando es, por ejemplo, un alambre.

En el marcador magnético, el material magnético blando es, por ejemplo, una cinta.

En el marcador magnético, el material magnético blando es por ejemplo, una película fina.

En el marcador magnético, por ejemplo, se disponen dos tipos del material magnético blando uno cerca de otro.

En el marcador magnético, por ejemplo, el material magnético blando de alambre o película fina está dispuesto en el material magnético blando de película fina.

En el marcador magnético, por ejemplo, un material magnético duro que tiene fuerza coercitiva mayor que el material magnético blando está dispuesto cerca del material magnético blando.

La invención se explica mejor aquí. El marcador magnético de la presente invención es un marcador magnético de pequeño tamaño cuya longitud no es superior a 70 mm. El marcador magnético incluye el material magnético blando, y el material magnético blando tiene una característica tal que cuando se aplica un campo magnético alterno externo y su amplitud de campo magnético excede de un cierto valor crítico, tiene lugar la inversión de magnetización brusca. Preferiblemente, la amplitud de campo magnético donde se invierte la magnetización del material magnético blando no es superior a 0,2 Oe, y la fluctuación en el campo magnético crítico no es superior a 0,1 Oe, y un cambio del flujo magnético irradiado externamente según la inversión de magnetización brusca no es inferior a 8,0 x 10^{-9} Wb. El marcador magnético de la presente invención, que se compone del material magnético blando cuya característica magnética se limita con cuidado, puede ser usado de forma sensible en el denominado sistema del tipo de Barkhausen grande representado por el sistema descrito en la Publicación de Patente japonesa número 3-27958 (1991) y el denominado sistema del tipo de alta permeabilidad representado por el sistema descrito en la Publicación de Patente japonesa número 3-55878 (1991).

Dado que el marcador magnético de la presente invención incluye el material magnético blando que puede mostrar inversión de magnetización brusca aplicando un campo magnético débil, el marcador magnético puede ser utilizado adecuadamente en una pluralidad de sistemas electrónicos antirrobo tal como un sistema utilizando un elemento de efecto Barkhausen grande y un sistema utilizando un elemento de alta permeabilidad.

Breve descripción de los dibujos

Estos y otros objetos y características de la presente invención serán claros por la descripción siguiente tomada en unión con sus realizaciones preferidas con referencia a los dibujos acompañantes, y en los que:

Las figuras 1A a 1F son vistas esquemáticas en planta de varios sensores magnéticos.

La figura 2 es una vista en perspectiva de un espacio de una puerta de supervisión.

Y la figura 3 es una vista en perspectiva de tres tipos de posiciones en el espacio de un sensor magnético.

Mejores modos de llevar a la práctica la invención

Realizaciones de la invención se explicarán a continuación con referencia a los dibujos anexos.

En primer lugar, se describe la limitación en una característica magnética y análogos de un material magnético blando como un componente de un marcador magnético. Un marcador magnético de la presente invención es pequeño, a saber, su longitud no es superior a 70 mm, de modo que es aplicable a adhesión en factoría. La longitud no es preferiblemente superior a 50 mm, y más preferiblemente no superior a 25 mm. Su límite inferior no está restringido especialmente, pero dado que un campo desmagnetizante de un material magnético es fuerte, no es realmente preferible que la longitud no sea superior a 10 mm.

El marcador magnético de la invención incluye el material magnético blando que puede invertir la magnetización bruscamente cuando la amplitud de un campo magnético ca aplicado al marcador magnético excede de un valor crítico. La inversión de magnetización brusca significa que la dirección de la magnetización del material magnético blando se cambia en un tiempo muy corto o en un cambio muy pequeño en el campo magnético. En tal material magnético, cuando se observa la curva de histéresis magnética, se observa una región de cambio escalonado. Tal inversión de magnetización escalonada tiene una característica que es afectada por la mayor amplitud del campo magnético aplicado al material. Como ejemplo, los materiales denominados materiales de inversión Barkhausen grande producen generalmente inversión de magnetización brusca en un campo magnético crítico particular, y la curva de histéresis representa un cambio escalonado. Sin embargo, la magnetización no se invierte en un campo magnético menor que el crítico, y no se observa histéresis. En otro ejemplo, un material representa inversión de magnetización en un campo magnético relativamente pequeño, pero el cambio es suave y la curva de histéresis es continua. Sin embargo, cuando un campo magnético es igual o mayor que el valor crítico, aparece inversión de magnetización brusca, y la curva de histéresis tiene un cambio escalonado. Un material de ambos casos puede ser usado como el marcador magnético de la invención, porque el cambio brusco de magnetización aparece en un campo magnético igual o mayor que el valor crítico.

La brusquedad puede ser evaluada, por ejemplo, por análisis de frecuencia de los pulsos magnéticos irradiados al entorno acompañado por la inversión de magnetización brusca. Cuando se invierte la magnetización de un material magnético, el campo magnético es irradiado secundariamente al entorno. Cuando la inversión de magnetización es brusca, el campo magnético irradiante se cambia de forma instantánea. Cuando se pone una bobina cerca del material magnético, se induce un pulso de voltaje eléctrico en la bobina. El análisis de frecuencia de la señal de pulso de voltaje eléctrico se realiza, y la amplitud de señal a sus varias frecuencias y relaciones se compara con el fin de evaluar la brusquedad de la inversión de magnetización. Es decir, la inversión de magnetización evaluada es más brusca a medida que la amplitud a una frecuencia más alta es más fuerte. La amplitud es evaluada en una forma generalizada por normalización con el uso de una relación de amplitudes de señal a varias frecuencias relativas a las que a la misma frecuencia como la del campo magnético a aplicar, donde la influencia de las especificaciones del aparato de medición, el tamaño de los materiales magnéticos y análogos disminuyen. Un acercamiento que usa una relación de amplitudes de señal a dos frecuencias suficientemente más altas que la frecuencia de excitación básica es un método de evaluación simple. Por ejemplo, cuando se aplica un campo magnético sinusoidal de amplitud de 1,5 Oe a una frecuencia de 73Hz a un material magnético, la brusquedad de inversión de magnetización puede ser evaluada con una diferencia entre amplitudes de señal a 1,5 kHz y a 3,5 kHz. Por ejemplo, si la diferencia es menor que -3 dBm, se decide que se produce inversión de magnetización muy brusca, y el material es adecuado para la invención. Cuando la diferencia es menor, el material magnético es más adecuado, y es más preferible que la diferencia sea igual a o menor que -2 dBm.

El marcador magnético de la presente invención incluye un material magnético blando en el que se observa inversión de magnetización brusca cuando se aplica un campo alterno externo al marcador magnético y la amplitud de campo magnético excede de un cierto valor crítico. El marcador magnético tiene sensibilidad suficientemente alta en el denominado sistema del tipo de Barkhausen grande y en el denominado sistema del tipo de alta permeabilidad. Cuando se aplica un campo alterno de 73 Hz al material magnético blando, la magnetización del material magnético blando es invertida bruscamente por una intensidad de campo magnético no superior a 0,2 Oe, y su intensidad de campo magnético no es preferiblemente superior a 0,15 Oe y más preferiblemente no superior a 0,1 Oe. Su límite inferior no está restringido en particular, y cuando su valor disminuye, la sensibilidad es alta, pero cuando el valor disminuye por debajo de aproximadamente 0,03 Oe, la sensibilidad raras veces se cambia. Mientras tanto, en un material magnético blando cuyo campo de inversión de magnetización es grande, es decir excede de 0,2 Oe, la sensibilidad se baja en particular en el denominado sistema del tipo de alta permeabilidad, así no es preferible para la presente invención. En el caso donde el marcador magnético es excitado por un campo magnético suficientemente intenso, esta intensidad de campo magnético tiene el significado físico de corresponder a una fuerza coercitiva del material magnético blando. La fuerza coercitiva tiene generalmente una tendencia a depender de la amplitud de un campo de excitación, y dicho valor corresponde aproximadamente a la fuerza coercitiva cuando el marcador magnético es excitado por la amplitud de 1 Oe. Con el fin de obtener un marcador magnético cuya sensibilidad de detección es alta en los sistemas, es preferible que la dependencia de la fuerza coercitiva de la intensidad del campo de excitación sea pequeña. Por ejemplo, una diferencia en la fuerza coercitiva cuando el marcador es excitado por 1 Oe y por 5 Oe cae dentro de 50% de la fuerza coercitiva cuando el marcador magnético es excitado por 5 Oe. Además, es generalmente conocido que la fuerza coercitiva depende de una frecuencia de excitación, y es preferible que una diferencia en las fuerzas coercitivas cuando el marcador es excitado, por ejemplo, por 73 Hz y por 1 kHz, caiga dentro de 50% de la fuerza coercitiva cuando es excitado por 1 kHz. Aquí, un campo magnético crítico necesario para la inversión de magnetización existe en el material magnético blando a usar para el marcador magnético de la presente invención, y se representa un comportamiento de inversión de magnetización continua alrededor del campo magnético crítico. Por ejemplo, en un estado en el que se aplica un campo magnético más débil que el campo magnético crítico, la magnetización del material magnético blando no se invierte, pero cuando el valor llega al campo magnético crítico, la magnetización es invertida bruscamente. En la presente invención, la amplitud del campo magnético crítico no es preferiblemente superior a 0,15 Oe, y más preferiblemente no es superior a 0,1 Oe.

A continuación, los inventores consideran que aunque la inversión del campo de magnetización cae dentro del rango de condiciones anteriores, la sensibilidad de detección en los sistemas no es suficiente cuando un cambio de flujo magnético debido a la inversión de magnetización no excede de un cierto rango. A saber, un cambio en el flujo magnético irradiado por el material magnético blando incluido en el marcador debido a la inversión de magnetización brusca no deberá ser inferior a 8,0 x 10^{-9} Wb. El cambio de flujo magnético no es preferiblemente inferior a 9,0 x 10^{-9} Wb, y más preferiblemente no es inferior a 10,0 x 10^{-9} Wb. El cambio de flujo magnético se mide de la siguiente manera. Se mide un bucle MH ca con el campo magnético ca de una frecuencia en correspondencia con el sistema (por ejemplo, 73 Hz en un sistema descrito en la Publicación de Patente japonesa número 3-27958 (1991)), y un cambio de magnetización en la inversión de magnetización brusca observado en el bucle de histéresis se toma como el cambio de flujo magnético. En el caso donde el cambio de flujo magnético es inferior a 8,0 x 10^{-9} Wb, la intensidad de una señal generada del marcador magnético es débil, y esta situación no es deseable porque la sensibilidad de detección es baja en el denominado sistema del tipo de Barkhausen grande descrito en la Publicación de Patente japonesa número 3-27958 (1991).

A continuación se examina con detalle un cambio en el tiempo del campo magnético donde la magnetización se invierte. Como resultado, se ha hallado que en particular en el denominado sistema del tipo de Barkhausen grande descrito en la Publicación de Patente japonesa número 3-27958 (1991), la fluctuación en el campo magnético que produce inversión de magnetización en gran medida, influye en la sensibilidad de detección del marcador, y la excelente sensibilidad no puede ser obtenida cuando el campo magnético no cae dentro de un cierto rango. A saber, es deseable que cuando se invierta la magnetización del material magnético blando incluido en el marcador de la presente invención, la intensidad de campo magnético caiga dentro de un rango de variación de 0,1 Oe. El rango de variación no es preferiblemente superior a 0,07 Oe, y más preferiblemente no es superior a 0,05 Oe. El cambio en el campo magnético de inversión en este caso significa que cuando se aplica un campo alterno con amplitud uniforme al mismo marcador magnético repetidas veces, la intensidad de campo magnético para la inversión de magnetización del material magnético blando en el marcador magnético cambia en cada ciclo. Su valor es evaluado de la siguiente manera en la presente invención. La intensidad del campo de inversión de magnetización se mide de forma continua en 20 ciclos, y se calcula una media de la intensidad del campo de inversión de magnetización en ciclos positivos y negativos. A continuación, se calculan valores absolutos de las diferencias entre intensidad media del campo de inversión de magnetización en ciclos positivos y negativos y la intensidad real del campo de inversión de magnetización, y la suma de los resultados se divide por 40. El valor obtenido se define como la fluctuación en el campo magnético de inversión. Cuando la fluctuación en el campo magnético de inversión excede de 0,1 Oe, la sensibilidad de detección disminuye sumamente en el denominado sistema del tipo de Barkhausen grande descrito en la Publicación de Patente japonesa número 3-27958 (1991), de modo que no es preferible.

El marcador magnético de la presente invención compuesto del material magnético blando que tiene la característica magnética anterior puede ser realizado por varias estructuras, de modo que no está especialmente limitado en la presente invención. Ejemplos concretos de los materiales magnéticos blandos adecuados para el marcador magnético de la presente invención son los siguientes. Por ejemplo, se prepara un alambre metálico amorfo por un método de centrifugación de masa fundida en líquido rotativo descrito en la Publicación de Patente japonesa número 56-165016 (1981), o se prepara una cinta metálica amorfa por un aparato de rodillo único descrito en la Publicación de Patente japonesa número 3-27958 (1991), y el alambre o cinta se usa adecuadamente como el material magnético blando del marcador magnético de la presente invención. Cuando se somete a tratamiento de calor bajo tensión, torsión, campo magnético, flujo de corriente eléctrica o análogos, el campo magnético crítico de la inversión de magnetización y su cambio de flujo magnético pueden ser regulados arbitrariamente. Cuando el alambre o cinta se somete a un proceso de trefilado de alambre, proceso de laminado, proceso de división o análogos antes del tratamiento de calor, se puede formar en la forma deseada, y así tales procesos son efectivos porque se puede regular un campo desmagnetizante. Además del alambre y la cinta, se puede usar adecuadamente una película fina de material magnético como el material magnético blando de la presente invención. Tal material magnético de película fina se describe, por ejemplo, en la Publicación de Patente japonesa número 4-218905 (1992). Según dicho documento, se puede proporcionar una película magnética fina blanda que tiene un comportamiento de inversión de magnetización brusca con un valor crítico, de modo que es adecuada para el objeto de la presente invención.

Las figuras 1A a 1F muestran esquemáticamente varios marcadores magnéticos. La figura 1A representa un marcador magnético incluyendo un alambre magnético blando 12 adherido a una película de tereftalato de polietileno (PET) 10, la figura 1B representa un marcador magnético incluyendo una cinta magnética fina blanda 14 adherida a una película de PET 10, y la figura 1C representa un marcador magnético incluyendo una película magnética fina blanda 18 adherida a una película de PET 10.

Además, el marcador magnético de la invención se puede construir combinando dos tipos de materiales magnéticos, y se puede esperar que esto mejore el rendimiento. Por ejemplo, como se representa en la figura 1 D, dos piezas de material magnético blando 16 están dispuestas en dos extremos de un material magnético lineal blando 12 en contacto una con otra. Entonces, el marcador tiene una sensibilidad más alta para un sistema antirrobo que un marcador incluyendo solamente el único material magnético largo, y se puede obtener un marcador magnético más compacto. Se considera que las dos piezas de material magnético blando 16 funcionan como un yugo magnético que concentra el campo magnético adyacente para guiarlo al material magnético lineal. También se observa una ventaja similar cuando se combina un material magnético lineal 12 con una película magnética fina 18 en una película de PET 10, como se representa en la figura 1E. En este caso, es preferible poner el material magnético lineal en una hoja de película magnética fina. Especialmente, la ventaja es considerable cuando la película magnética fina tiene anisotropía magnética donde la dirección longitudinal del material magnético lineal es a lo largo del eje magnéticamente duro de la película fina, y se puede obtener un buen rendimiento en el marcador.

La longitud del material magnético blando anterior no está limitada en particular. Sin embargo, es deseable que, dado que el material magnético anterior no puede ser más largo que el marcador magnético, su longitud sea al menos no superior a 70 mm, preferiblemente 10 a 70 mm, y más preferiblemente 20 a 60 mm.

Dado que un campo desmagnetizante influye en el material magnético blando, la relación entre una sección transversal y su longitud es importante. En el caso de un material de alambre, por ejemplo, se puede utilizar adecuadamente un material cuyo diámetro es 30 \mum y la longitud es 10 mm. Por otra parte, cuando el diámetro es 100 \mum, si la longitud no es más larga, la característica del material tiende a deteriorarse. En este caso, la longitud es preferiblemente igual o mayor que 20 mm, por ejemplo. Una cinta y una película fina tienen la misma tendencia en este caso. En este punto, la intensidad de una señal generada por el marcador magnético tiende a depender fuertemente del volumen, en particular, de la sección transversal del material magnético blando. A saber, es deseable que el tamaño del material magnético blando se determine tomando en consideración el nivel de intensidad de la señal requerida.

Se puede añadir una función de desactivación al marcador magnético de la presente invención usando otro material magnético con una característica diferente además del material magnético blando anterior. Es decir, como se representa en la figura 1 F, un material magnético duro 20, cuya fuerza coercitiva es más fuerte que la de un material magnético blando 12, está dispuesto cerca del material magnético blando (en tres posiciones en este ejemplo). Se puede aplicar un campo magnético de polarización al material magnético blando por magnetización remanente del material magnético duro. La función de desactivación puede ser realizada por el marcador magnético con tal estructura. En el marcador, cuando el material magnético duro es neutralizado, el material magnético blando representa la inversión de magnetización brusca inherente, y el marcador reacciona en una zona de supervisión. Sin embargo, cuando el material magnético duro es magnetizado, se evita la inversión de magnetización del material magnético blando. Así, el marcador no reacciona o es desactivado. Dado que el marcador puede ser desactivado o activado por un dispositivo simple, un usuario puede aplicar ampliamente el sistema supervisor electrónico de artículos a varios usos. Para el material magnético duro a usar para tal objeto, se usa adecuadamente una cinta metálica como la que se puede obtener de Arnochrome (Arnold) o Semivac (Vaccum Schmelze). Además, también se puede utilizar una pintura incluyendo polvos magnéticos, una lámina magnética dura tal como Ni y análogos.

El marcador magnético de la presente invención se usa normalmente en forma de una etiqueta, un marcador y análogos con una capa adhesiva, pero la presente invención no se limita a estas formas. Para la comprensión de la invención, se describirá como un ejemplo un marcador magnético de una etiqueta. En el marcador, el material magnético blando que generará una señal en la zona de supervisión se contiene entre dos hojas de papel o película de plástico. Se aplica una capa adhesiva a una superficie interior del papel o película de modo que el material magnético blando se mantenga en ella. En el caso donde también se incluye el material magnético duro para la función de desactivación, se dispone de modo que contacte estrechamente con el material magnético blando, y se dispone entre las dos hojas de papel o película de plástico. Se aplica otra capa adhesiva a una superficie exterior de una de las dos hojas de papel o película de plástico, y el marcador se adhiere con esta capa adhesiva a un artículo que debe ser supervisado. Tales marcadores se pegan de forma continua sobre un rodillo de un papel, y el papel se enrolla y suministra a un usuario. Posteriormente se quita el marcador para uso del papel por una etiquetadora manual, un aparato de adhesión automático o a mano. Aquí, una superficie exterior de la otra hoja de papel o película donde no se forma la capa adhesiva recibe impresión o análogos según el objeto.

A continuación se describirá un ejemplo del marcador magnético.

Preparación de material magnético blando

En primer lugar se describirá la preparación de muestras en los ejemplos 1 a 3 y los ejemplos comparativos 1 y 2. Se preparan hilos metálicos que tienen las características expuestas en la tabla 1 con un método de centrifugación de masa fundida en líquido rotativo. Las condiciones de preparación son las siguientes. Se introduce una aleación madre de aproximadamente 200 g en una boquilla de cuarzo, y se funde con una inducción de alta frecuencia en atmósfera de argón. La presión de gas argón se incrementa a aproximadamente 4,5 kg/cm^{2}, y el metal líquido es expulsado por un agujero de boquilla con un diámetro de aproximadamente 130 \mum. El metal líquido es expulsado sobre una capa de agua refrigerante formada en una pared interior de un tambor cilíndrico con un diámetro de 600 mm que gira a aproximadamente 300 rpm, y se enfría rápidamente solidificándose. Posteriormente se enrolla alrededor de la pared interior del tambor. El alambre así obtenido se somete a un proceso de trefilado de alambre con un troquel con el fin de tener un diámetro de alambre predeterminado. Entonces, se somete a tratamiento de calor a 340°C durante diez minutos bajo tensión de 135 kg/mm^{2}. El alambre metálico obtenido de esa manera se corta a 65 mm de longitud, y se inserta entre dos hojas de película de PET de 25 \mum de grosor a la que se ha aplicado un material adhesivo de 23 \mum para fijación. El marcador magnético obtenido es el ejemplo 6. En los ejemplos 1 a 3, hilos que han sido sometidos al tratamiento de calor bajo tensión como se ha mencionado anteriormente, se someten también a tratamiento de calor a 400°C durante 10 minutos sin tensión, y los hilos obtenidos anteriormente son procesados igualmente para fabricar marcadores magnéticos como los ejemplos 1 a 3. Aquí, el ejemplo comparativo 1 se somete al trefilado de alambre de manera que sea 50% más fino que los ejemplos 1 y 2.

A continuación se describirá la preparación de los ejemplos 4 y 5 y del ejemplo comparativo 2. Se preparan cinta metálicas que tienen las características expuestas en la tabla 1 usando un aparato de rodillo único. Las condiciones de preparación del método de rodillo único son las siguientes. Se introduce una aleación madre de aproximadamente 200 g en la boquilla de cuarzo, y se funde con alta frecuencia en atmósfera de argón. La presión de gas argón se incrementa a aproximadamente 2 kg/cm^{2}, y el metal líquido es expulsado por el agujero de la boquilla de un diámetro de aproximadamente 300 \mum. El metal líquido es expulsado sobre una superficie periférica exterior de un rollo de cobre de un diámetro de 200 mm que gira a aproximadamente 1200 rpm de manera que se enfríe rápidamente solidificándose, y se enrolla alrededor de un rodillo por un mecanismo de devanado. Las cintas metálicas obtenidas de esa manera se retuercen 10 o 5 veces por 1 m y se someten simultáneamente al tratamiento de calor a 320°C durante diez minutos. Posteriormente, son procesadas para fabricar marcadores magnéticos con el mismo método que en el ejemplo 1. Las muestras obtenidas son los ejemplos 4 y 5. Como con respecto al ejemplo comparativo 2, una cinta obtenida por el aparato de rodillo único no se somete al tratamiento de calor, y se usa como ejemplo comparativo 2 del marcador magnético.

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(Tabla pasa a página siguiente)

TABLA 1 Características de varias muestras

1

2

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3

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Mediciones de la estructura cristalina y forma de las muestras

Las estructuras de las muestras anteriores se miden por difracción por rayos X, y solamente se observa una configuración de halo en todas las muestras. Entonces, las estructuras se identifican como una fase amorfa. Además, con respecto a la forma de las muestras, se observan secciones transversales en diez puntos de las muestras con un microscopio óptico OPTIPHOT de Nikon, y se mide un valor medio de las secciones transversales. La característica de histéresis magnética de cada muestra se mide con un aparato de medición de histéresis magnética CA ACBH-1 00K de Riken Electron Co. Ltd. Se dispone una bobina captadora de 100 vueltas con una bobina compensadora, donde el diámetro es de 30 mm y la longitud es de 20 mm, en una bobina de solenoide de excitación que tiene un diámetro de 60 mm, longitud de 198 mm y 189 vueltas. Cada una de las muestras de los ejemplos 1 a 5 y los ejemplos comparativos 1 a 3 se inserta en la bobina captadora de modo que la posición de la bobina captadora ocupe el centro de la muestra. Un solenoide de excitación genera un campo magnético ca de 73 Hz, y el cambio en la magnetización de las muestras es detectado por la bobina captadora. Se verifica según el bucle de histéresis obtenido de esa manera si la magnetización de las muestras respectiva cambia o no de forma discontinua y bruscamente. Además, se mide la intensidad del campo magnético y el cambio del flujo magnético cuando se invierte la magnetización. Para investigar la brusquedad de la inversión de magnetización, se realiza análisis de frecuencia en las señales magnéticas generadas por una muestra. Un generador de función 3341A de Hewlett Packard y un amplificador de potencia de alta velocidad 4025 de NF Electronics Instrument están conectados a una bobina Helmholtz de 400 mm de diámetro para generar un campo magnético sinusoidal de 73 Hz de frecuencia y 1,5 Oe de amplitud en la posición central. Se pone una bobina de detección de 200 vueltas en las posiciones centrales, y se introduce una muestra en la bobina de detección. La salida de la bobina de detección se somete a análisis de frecuencia con un analizador dinámico de señal 35665A de Hewlett Packard. La amplitud de señal en cada frecuencia se representa con dBm usando una base de 1 mV. Especialmente, la diferencia de las amplitudes de armónicos de la señal a 1,5 y 3,5 kHz se evalúa como un indicador de la brusquedad de inversión de magnetización.

Medición de la sensibilidad del marcador

Se selecciona un sistema de Sensormatic como el sistema del tipo de Barkhausen grande descrito en la Publicación de Patente japonesa número 3-27958 (1991), y se selecciona un sistema 2200SA de Esselte Meto como el sistema del tipo de alta permeabilidad descrito en la Publicación de Patente japonesa número 3-55878 (1991), y se mide la sensibilidad de detección de los marcadores magnéticos de los ejemplos 1 a 5 y los ejemplos comparativos 1 a 3. Como se representa en la figura 2, un espacio de una puerta de supervisión está dividido desde abajo hacia una entrada de puerta en alturas desde su parte inferior de 39, 65, 93, 120 y 135 cm, y del centro de la puerta en una dirección transversal a intervalos de 10 cm. Entonces, cada uno de los marcadores magnéticos puede pasar por el recorrido de puerta en el espacio de manera que se examine si el sistema detecta o no el marcador magnético. Entonces, se dispone un marcador magnético 1 incluyendo un material magnético blando 3 (alambre metálico, cinta y análogos) y mide en las direcciones longitudinal, transversal y vertical con respecto a la puerta (las respectivas direcciones se representan en la figura 3), como se representa en los lados izquierdo, medio y derecho en la figura 3. Las mediciones se hacen dos veces cuando el material entra en y sale de la puerta. La sensibilidad de detección del marcador magnético 1 es evaluada por una relación (%) obtenida dividiendo un número de tiempos el sistema detecta el marcador magnético 1 por el número total de veces que el marcador pasa a través de la puerta. Los resultados obtenidos por el sistema de Sensormatic se muestran en la fila (A), y los resultados obtenidos por el sistema de Esselte Meto se representan en la fila (B) en la tabla 1.

Como se expone en la tabla 1, en el ejemplo comparativo 3 que no muestra inversión de magnetización discontinua y brusca, la sensibilidad medida por el sistema de Sensormatic es baja. El ejemplo comparativo 1 donde se observa inversión de magnetización discontinua y brusca y la inversión de campo de magnetización excede de 0,2 Oe, la sensibilidad medida por el sistema de Esselte Meto es obviamente baja. Con respecto al ejemplo comparativo 2, aunque la inversión de campo de magnetización es menor que 0,2 Oe, el cambio en el flujo magnético irradiado al tiempo de la inversión de magnetización es inferior a 8,0 x 10^{-9} Wb, y no tiene suficiente sensibilidad en ambos sistemas de Sensormatic y de Esselte Meto. En contraposición, los ejemplos 1 a 5 como los marcadores magnéticos de la presente invención, donde tiene lugar inversión de magnetización discontinua y brusca en un campo magnético inferior a 0,2 Oe y los cambios de flujo magnético en la inversión son superiores a 8,0 x 10^{-9} Wb, representa suficiente sensibilidad en ambos sistemas de Sensormatic y de Esselte Meto. Aquí, con respecto al ejemplo 3 donde el campo de inversión de magnetización cambia más de 0,1 Oe, su sensibilidad es inferior en el sistema de Sensormatic que en los otros ejemplos.

La invención se puede realizar de varias formas sin apartarse de lo esencial de la misma. Aunque la invención se ha descrito completamente en conexión con sus realizaciones anteriores, se explica solamente en ejemplos, y la invención no se limita a ellos. El alcance de la presente invención se define por las reivindicaciones anexas y varias modificaciones dentro de las reivindicaciones se han de considerar incluidas.

Claims

1. Un marcador magnético incluyendo un material magnético blando (12, 14, 18) donde dicho material magnético blando está interpuesto entre dos hojas de papel o película de plástico, teniendo el marcador magnético una longitud igual o inferior a 70 mm, donde dicho material magnético blando (12, 14, 18) genera inversión de magnetización brusca con un cambio de flujo magnético no inferior a 8,0 x 10^{-9} Wb cuando se aplica un campo alterno externo con una intensidad de campo magnético en un rango de 0,03 Oe a un campo máximo, correspondiendo el campo máximo a fuerza coercitiva de dicho material magnético blando, y dicho material magnético blando tiene una fluctuación dentro de 0,1 Oe en la intensidad de campo magnético a la que tiene lugar la inversión de magnetización brusca.

2. El marcador magnético según la reivindicación 1, donde dicho material magnético blando genera la inversión de magnetización brusca cuando la intensidad de campo magnético fluctúa una cantidad igual a o inferior a 0,1 Oe.

3. El marcador magnético según la reivindicación 1, donde una cantidad de flujo magnético irradiada alrededor de dicho material magnético blando que acompaña la inversión de magnetización brusca no es inferior a 8,0 x 10^{-9} Wb.

4. El marcador magnético según la reivindicación 1, donde dicho material magnético blando tiene una diferencia entre amplitudes de señal a 1,5 kHz y a 3,5 kHz que es inferior a - 3 dBm cuando se aplica un campo magnético sinusoidal de amplitud de 1,5 Oe a una frecuencia de 73 Hz.

5. El marcador magnético según la reivindicación 1, donde dicho material magnético blando es un alambre.

6. El marcador magnético según la reivindicación 1, donde dicho material magnético blando es una cinta.

7. El marcador magnético según la reivindicación 1, donde dicho material magnético blando es una película fina.

8. El marcador magnético según la reivindicación 1, donde dos tipos de dicho material magnético blando están dispuestos en contacto uno con otro.

9. El marcador magnético según la reivindicación 1, donde dicho material magnético blando de alambre o película fina está dispuesto en dicho material magnético blando de película fina.

10. El marcador magnético según la reivindicación 1, incluyendo además un material magnético duro que tiene fuerza coercitiva mayor que dicho material magnético blando, donde dicho material magnético duro está dispuesto para contactar estrechamente con dicho material magnético blando.